The introduction of transgenes into plants may cause unintended phenotypic effects which could have an impact on the plant itself and the environment. Little is published in the scientific literature about the interrelation of environmental factors and possible unintended effects in genetically modified (GM) plants. Methods and Findings: We studied transgenic bread wheat Triticum aestivum lines expressing the wheat Pm3b gene against the fungus powdery mildew Blumeria graminis f.sp. tritici. Four independent offspring pairs, each consisting of a GM line and its corresponding non-GM control line, were grown under different soil nutrient conditions and with and without fungicide treatment in the glasshouse. Furthermore, we performed a field experiment with a similar design to validate our glasshouse results. The transgene increased the resistance to powdery mildew in all environments. However, GM plants reacted sensitive to fungicide spraying in the glasshouse. Without fungicide treatment, in the glasshouse GM lines had increased vegetative biomass and seed number and a twofold yield compared with control lines. In the field these results were reversed. Fertilization generally increased GM/control differences in the glasshouse but not in the field. Two of four GM lines showed up to 56% yield reduction and a 40-fold increase of infection with ergot disease Claviceps purpurea compared with their control lines in the field experiment; one GM line was very similar to its control. Conclusions: Our results demonstrate that, depending on the insertion event, a particular transgene can have large effects on the entire phenotype of a plant and that these effects can sometimes be reversed when plants are moved from the glasshouse to the field. However, it remains unclear which mechanisms underlie these effects and how they may affect concepts in molecular plant breeding and plant evolutionary ecology.
Titre de l'article
Transgene × Interactions environnementales dans le blé génétiquement modifié
Transgene × Interactions environnementales dans le blé génétiquement modifié
Introduction à l'article
L'utilisation généralisée de plantes génétiquement modifiées (GM) en agriculture, ainsi que le nombre croissant d'espèces cultivées et de gènes introduits, exigent une évaluation solide des risques environnementaux. Des études écologiques et évolutives sur les plantes sauvages ont démontrées une grande interaction génotype-environnement et suggèrent que des interactions similaires pourraient se produire dans des plantes GM exposées à des environnements différents; dans des environnements de serre et environnements de terrain.
Les effets intentionnels et non intentionnels du transgène peuvent-ils être influencés par des facteurs environnementaux et sont-ils détectables à la fois dans la serre et sur le terrain? le transgène améliore-t-il la résistance à l'oïdium B ?
L'utilisation généralisée de plantes génétiquement modifiées (GM) en agriculture, ainsi que le nombre croissant d'espèces cultivées et de gènes introduits, exigent une évaluation solide des risques environnementaux. Des études écologiques et évolutives sur les plantes sauvages ont démontrées une grande interaction génotype-environnement et suggèrent que des interactions similaires pourraient se produire dans des plantes GM exposées à des environnements différents; dans des environnements de serre et environnements de terrain.
Les effets intentionnels et non intentionnels du transgène peuvent-ils être influencés par des facteurs environnementaux et sont-ils détectables à la fois dans la serre et sur le terrain? le transgène améliore-t-il la résistance à l'oïdium B ?
Expériences de l'article
La variété de blé de printemps bobwhite SH 98 26 Triciticum aestivum, transgénique au gène de résistance à l'oïdium(Pm3b) du champignon Blumeria graminis f.sp. tritici a été utilisée comme modèle pour étudier les interactions potentielles entre l'environnement et l'organisme transgénique. Quatre paires de progénitures indépendantes, portant le transgène Pm3b en position différente sur le génome de leurs lignées de contrôle non-transgéniques respectives, ont été cultivées dans différentes conditions de nutriments du sol et avec et sans traitement fongicide dans la serre. D’autre part une expérience sur le terrain a été réalisée avec des conditions similaires pour valider les résultats en serre.
les données des deux expériences ont été analysées séparément et en combinaison par analyse de variance (ANOVA). Ils ont ensuite utilisé le logiciel statistique Genstat pour ajuster les modèles de régression multiple et résumer tout les résultat des variable dans des tableaux.
La variété de blé de printemps bobwhite SH 98 26 Triciticum aestivum, transgénique au gène de résistance à l'oïdium(Pm3b) du champignon Blumeria graminis f.sp. tritici a été utilisée comme modèle pour étudier les interactions potentielles entre l'environnement et l'organisme transgénique. Quatre paires de progénitures indépendantes, portant le transgène Pm3b en position différente sur le génome de leurs lignées de contrôle non-transgéniques respectives, ont été cultivées dans différentes conditions de nutriments du sol et avec et sans traitement fongicide dans la serre. D’autre part une expérience sur le terrain a été réalisée avec des conditions similaires pour valider les résultats en serre.
les données des deux expériences ont été analysées séparément et en combinaison par analyse de variance (ANOVA). Ils ont ensuite utilisé le logiciel statistique Genstat pour ajuster les modèles de régression multiple et résumer tout les résultat des variable dans des tableaux.
Résultats de l'article
Le transgène a augmenté la résistance à l'oïdium dans tous les environnements.
Les plantes GM ont réagi négativement à la pulvérisation de fongicides dans la serre, le rendement des lignées GM a chuté plus bas que le rendement des lignes de contrôle pulvérisées . Cela indique que le coût de la résistance peut être élevé si le pathogène est absent.
Sur le terrain, l’étude démontre qu’un transgène particulier peut avoir des effets importants sur le phénotype entier d'une plante et que ces effets peuvent parfois être inversés, la fertilisation a augmenté chez les GM et contrôle dans la serre mais pas sur le terrain.les mécanismes impliqués dans ces effets et la sélection végétale moléculaire et l'écologie évolutive des plantes restent encore peu connus. L’étude démontre que l'insertion d'un seul transgène dans le génome du blé, peut affecter significativement d'autres caractères phénotypiques et ainsi, changer le comportement écologique de l'espèce.
Le transgène a augmenté la résistance à l'oïdium dans tous les environnements.
Les plantes GM ont réagi négativement à la pulvérisation de fongicides dans la serre, le rendement des lignées GM a chuté plus bas que le rendement des lignes de contrôle pulvérisées . Cela indique que le coût de la résistance peut être élevé si le pathogène est absent.
Sur le terrain, l’étude démontre qu’un transgène particulier peut avoir des effets importants sur le phénotype entier d'une plante et que ces effets peuvent parfois être inversés, la fertilisation a augmenté chez les GM et contrôle dans la serre mais pas sur le terrain.les mécanismes impliqués dans ces effets et la sélection végétale moléculaire et l'écologie évolutive des plantes restent encore peu connus. L’étude démontre que l'insertion d'un seul transgène dans le génome du blé, peut affecter significativement d'autres caractères phénotypiques et ainsi, changer le comportement écologique de l'espèce.
Rigueur de l'article
Les auteurs de cet articles sont des chercheur de l’université de Zurich, et les expériences ont été faite dans la même ville. les auteurs ont noté la participation de nombreux assistant volontaires dans le domaine.
L'ensemble des données des deux expériences ont été analysées considérant les niveaux de nutriments moyens et élevés dans la serre comme équivalents aux niveaux bas et haut du champ respectivement , afin de tester si les différences observées dans les effets transgéniques entre la serre et le champ étaient statistiquement significatives.
Les auteurs de cet articles sont des chercheur de l’université de Zurich, et les expériences ont été faite dans la même ville. les auteurs ont noté la participation de nombreux assistant volontaires dans le domaine.
L'ensemble des données des deux expériences ont été analysées considérant les niveaux de nutriments moyens et élevés dans la serre comme équivalents aux niveaux bas et haut du champ respectivement , afin de tester si les différences observées dans les effets transgéniques entre la serre et le champ étaient statistiquement significatives.
Ce que cet article apporte au débat
Cette étude démontre que les plantes GM peuvent différer des caractères morphologiques, de la forme physique et des pathogènes de leurs plantes témoins. ceci pourrait être la conséquence de plusieurs facteurs potentiels , tel que la position du gène, perturbation des gène de la plante par le gène inséré.
Bien que les lignées de plantes transgéniques avec des phénotypes involontaires surviennent généralement au cours de la sélection végétale moléculaire , les auteurs affirment que ils peuvent généralement être détectés plus tôt et plus facilement. Le développement des plantes GM commerciales repose sur de longs processus de sélection qui commencent dans la serre et se terminent sur le terrain.
Cette étude démontre que les plantes GM peuvent différer des caractères morphologiques, de la forme physique et des pathogènes de leurs plantes témoins. ceci pourrait être la conséquence de plusieurs facteurs potentiels , tel que la position du gène, perturbation des gène de la plante par le gène inséré.
Bien que les lignées de plantes transgéniques avec des phénotypes involontaires surviennent généralement au cours de la sélection végétale moléculaire , les auteurs affirment que ils peuvent généralement être détectés plus tôt et plus facilement. Le développement des plantes GM commerciales repose sur de longs processus de sélection qui commencent dans la serre et se terminent sur le terrain.
Dernière modification il y a plus de 8 ans.